金刚石热沉片 —— 大功率 LED 灯具高效热管理核心解决方案

金刚石材料兼具宽禁带、高热导率、耐高温、抗酸碱腐蚀、抗辐照等优异理化特性，在高功率、高频、高温工况领域发挥着重要作用，被业界视为当前最具发展潜力的宽禁带半导体材料之一。

当前，大功率 LED 灯管普遍面临高功率工况下结温偏高、传统散热方案体积偏大、热膨胀系数匹配性不足、散热效率遭遇瓶颈、功率密度难以提升等现实问题。若 LED 灯具运行过程中散热不畅，热量将集中于芯片周边区域，引发结温升高，进而直接影响灯具综合性能。金刚石热沉片依托其卓越性能，可在快速导热降低结温、提升发光效率与光衰稳定性、显著延长 LED 使用寿命、降低热应力并提升可靠性四个维度发挥关键作用。

LED 灯具中金刚石热沉片典型应用方案

（1）金刚石衬底方案

主要包含两条技术路线：一是将 LED 外延层直接生长于单晶金刚石衬底表面，该方案热阻最低，适配超高压、超高功率 LED 器件；二是通过晶圆键合工艺，将 GaN 面贴合于金属化单晶金刚石表面，再通过激光剥离工艺去除原有蓝宝石衬底，最终形成键合结构，主要应用于大功率 LED 灯管、紫外器件等领域。

（2）金刚石热沉片与倒装 LED 芯片集成方案

将 LED 倒装芯片通过共晶焊工艺键合于金刚石热沉表面，完成金刚石背面金属化处理后，再焊接至铝基板或铜基板，最终贴合灯管铝型材外壳实现散热。该方案热传导路径最短、散热效率最高且出光效率优异，适用于高端商用及工业级灯管产品。

（倒装LED结构示意图）

（3）金刚石薄膜覆铜基板方案

核心工艺为金刚石膜与铜层复合结构，以金刚石作为绝缘散热层，表面直接制备铜线路，LED 芯片直接贴装于基板表面，省去额外热沉层。该方案兼具高导热性、绝缘性与布线能力，适配 LED 灯管模块化散热基板需求，适用于标准化、大批量灯管生产场景。

化合积电（厦门）半导体科技有限公司是专注于宽禁带半导体材料研发、生产与销售的国家级高新技术企业，可提供尺寸、厚度、形状定制化的高品质 CVD 金刚石热沉片，致力于为国内外客户提供优质高效的半导体材料解决方案。